X線非弾性散乱によるオーバードープLaFeAs(O,F)のフォノン状態密度測定

Phonon density of state measurements of LaFeAs(O,F) using inelastic X-ray scattering

福田 竜生  ; Baron, A. Q. R.*; 社本 真一  ; 内山 裕士*; 石角 元志; 中村 博樹  ; 町田 昌彦  ; 水木 純一郎; 新井 正敏; 伊豫 彰*; 鬼頭 聖*; 永崎 洋*

Fukuda, Tatsuo; Baron, A. Q. R.*; Shamoto, Shinichi; Uchiyama, Hiroshi*; Ishikado, Motoyuki; Nakamura, Hiroki; Machida, Masahiko; Mizuki, Junichiro; Arai, Masatoshi; Iyo, Akira*; Kito, Hijiri*; Eisaki, Hiroshi*

われわれはこれまで、X線非弾性散乱実験による1111系鉄系超伝導物質におけるフォノン測定を行い、フォノン分散関係における第一原理計算との不一致を指摘してきたが、これは磁気モーメントを考慮することで説明できそうなことも明らかになってきた。しかしこの磁気モーメントの影響は、母物質のみでなく超伝導体であっても、またやの上下にかかわらず重要であり、ドープ量や温度依存性は小さい。これまでフォノン測定を行ってきた試料においては点付近のホール及びM点付近の電子フェルミ面の間にネスティングが存在しているが、オーバードープ領域の試料では電子フェルミ面の消失とともに磁気励起も抑制されており、フォノン構造が劇的に変化する可能性がある。しかし1111系のオーバードープ領域では良質な単結晶はまだ得られていないため、粉末結晶を用いてフォノン状態密度の測定を行った。その結果、オプティマムドープとオーバードープで高エネルギー領域ではほぼ一致しているが、12meV付近で少し違いが見られており、音響フォノンの違いを示している可能性がある。ただしその差は小さく、慎重に見極める必要がある。

We have been investigating the phonon properties in "1111" Fe-based superconductors using inelastic X-ray scattering. In some phonon branches the phonon energy is softened compared to the first principles calculation, while the difference was found to become small by considering spin moment on Fe atoms in calculation. However, the carrier doping and/or temperature dependence in phonon properties are relatively small. Recently the magnetic excitation was found to be extremely reduced in the over-doped samples, where the electron fermi surface around M point is disappeared and the nesting with hole fermi surface around point is lost. In this compound the phonon dispersion is expected to be different from under-doped or parent materials, so we measured phonon density of states of over-doped PrFeAsO. We found small difference around 12 meV. However, the difference is very small and more precise investigations are necessary.